Capacidade eléctrica
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a1/Akumulator.jpg/180px-Akumulator.jpg)
Enelectromagnetismoeelectrónica,acapacidade eléctrica,tamén coñecida comocapacitanciaou, simplementecapacidade,[1]é a propiedade que teñen os corpos para manter unhacarga eléctrica.O dispositivo máis común que almacena enerxía desta forma é ocondensador.
A capacidade eléctrica tamén é unha medida da cantidade deenerxía eléctricaalmacenada para unhadiferenza de potencial eléctricodada, como sucede nunhapilaou nunacumuladorou batería.
Relación entre carga e diferenza de potencial
[editar|editar a fonte]A relación entre adiferenza de potencial(ou tensión) existente entre as placas docondensadore acarga eléctricaalmacenada neste, descríbese mediante a seguinte expresión matemática:
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cf/Capacitor.gif)
Onde:
- é acapacidade,medida enfarads(F). Esta unidade é relativamente grande e adoitan utilizarse submúltiplos como o microfarad (μF) e, sobre todo, o nanofarad (nF), ou o picofarad (pF).
- é acarga eléctricaalmacenada, medida encoulombs;
- é a 'diferenza de potencial,medida envolts.
Cabe destacar que a capacidade é sempre unha cantidade positiva, e que depende da xeometría do condensador considerado (de placas paralelas, cilíndrico, esférico). Outro factor do que depende é dodieléctrico(material non condutor) que se introduza entre as dúasplacasdo condensador.
Canto maior sexa aconstante dieléctricado material non condutor introducido, maior será a capacidade.
Na práctica, a dinámica eléctrica do condensador exprésase grazas á seguinteecuación diferencial,que se obténderivandorespecto ao tempo a ecuación anterior.
Onderepresenta aintensidade de corrente eléctrica,medida enamperes.
- Onde:
- Cé a capacidade, enfarads;[2]
- Aé a área das placas, enmetros cadrados;
- εé apermitividadeou constante dieléctrica;
- dé a separación entre as placas, enmetros.
Enerxía
[editar|editar a fonte]Aenerxíaalmacenada nun condensador, medida enjoules,é igual aotraballorealizado para cargalo. Consideremos un condensador cunha capacidadeC,unha carga+qnunha placa e-qna outra. Para mover unha pequena cantidade de cargadesde unha placa cara á outra en sentido contrario á diferenza de potencial, débese realizar un traballo:
Onde
- Wé o traballo realizado, medido enjoules;
- qé a carga, medida encoulombs;
- Cé a capacidade, medida enfarads.
É dicir, para cargar un condensador hai que realizar un traballo, e parte deste traballo queda almacenado en forma de enerxía potencial electrostática.
Pódese calcular a enerxía almacenada nun condensador integrando esta ecuación. Se comezamos cun condensador descargado (q= 0) e se moven cargas desde unha das placas cara á outra até que adquiran cargas+Qe-Q,respectivamente, débese realizar un traballoW:
Combinando esta expresión coa ecuación de arriba para a capacidade, obtemos:
Onde
- Wé a enerxía, medida enjoules;
- Cé a capacidade, medida enfarads;
- Vé a diferenza de potencial, medida envolts;
- Qé a carga almacenada, medida encoulombs.
Autocapacidade
[editar|editar a fonte]Usualmente o termocapacidade mutuautilízase como abreviatura do termocapacidadeentre dous condutores próximos, como as placas dun condensador. Porén, para un condutor illado tamén existe unha propiedade chamadaautocapacitancia,que é a cantidade de carga eléctrica que debe engadirse a un condutor illado para aumentar a súa potencial nun volt, para así calcular a capacidade eléctrica mediante un condensador paralelo ou plano. O punto de referencia teórico para este potencial é unha esfera oca condutora, de raio infinito, centrado no condutor. Usando este método, a autocapacitancia dunha esfera condutora de raio R vén dada por:
Estes son algúns exemplos de valores de autocapacitancia:
- Para o "prato" da parte superior dunxerador de Van de Graaff,normalmente unha esfera de 20 cm de raio: 22.24 pF
- Oplaneta Terra,uns 710 µF
Notas
[editar|editar a fonte]- ↑capacidade 6FIS1 s fNome de certas magnitudes eléctricas.2 s fMagnitude que expresa a aptitude que teñen os condutores de almacenar electricidade en forma de carga eléctrica [C]. A súa unidade no sistema internacional é ofarad.3 s fCantidade de electricidade máxima que pode almacenar un acumulador. En:Dicionario de galego,Vigo: Ir Indo, 2004.
- ↑Capacitância e tensão elétricaenGuia do estudante(enportugués)Consultada o 3 de abril de 2015.
Véxase tamén
[editar|editar a fonte]Bibliografía
[editar|editar a fonte]- Alonso, Marcelo & Edward J. Finn (1976):Física.Fondo Educativo Interamericano.ISBN 84-03-20234-2.
- Feynman, Richard (1974):Feynman lectures on PhysicsVolume 2. Addison Wesley Longman.ISBN 0-201-02115-3.
- Sears, Francis W.; Zemansky, Mark W. & Young, Hugh D. (2004):Física Universitariavol. 2 (Electricidad y Magnetismo). Madrid: Editorial Pearson Educación.ISBN 970-26-0512-1.
Outros artigos
[editar|editar a fonte]Ligazóns externas
[editar|editar a fonte]- CondensadorenComo tudo funciona(enportugués).Consultada o 3 de abril de 2015.